[發明專利]一種用于室內無軌導航的五點紅外頂標及其識別方法

有效

• 申請號: 201811601081.5
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109613471B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 張松濤;李超;曹雛清;高云峰
• 申請（專利權）人: 蕪湖哈特機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G01S1/70
• 分類號: G01S1/70;G01C21/20
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張巧嬋

本發明適用于自動控制技術領域，提供了一種用于室內無軌導航的五點紅外頂標及其識別方法，該方法包括：S1、查找當前定位紅標中距離最大的兩個標記點A¹和B¹；S2、查找當前紅外頂標中距A¹和B¹所在直線最遠的標記點E¹；S3、將標記點E¹為原點，建立當前紅外頂標的直角坐標系；S4、依次計算剩余標記點在直角坐標系中坐標，檢測是否存在與第一設定坐標重合的標記點，若存在，則記為C¹；S5、檢測是否存在與第二設定坐標重合的標記點，若存在，則標記為D¹，紅外頂標讀取成功。相對位姿標記點設于紅外頂標中的五個拐角處，包圍了該紅外頂標中的所有ID計數標記點，保證了ID計數標記點不會被漏讀，杜絕了紅外頂標中的ID被錯讀，提高了定位導航的準確性。

技術領域

本發明屬于自動控制技術領域，提供了一種用于室內無軌導航的五點紅外頂標及其識別方法。

背景技術

室內移動機器人的導航方法根據是否有需要鋪設軌道可分為：有軌導航和無軌導航。以磁導軌(或磁釘)為代表的有軌導航雖然原理簡單、易控制，但其路徑固定，靈活性不夠。無軌導航常用的有慣性導航、激光SLAM、視覺SLAM以及路標導航等。其中慣性導航到后期累計誤差較大，激光SLAM設備成本較高且抗干擾能力較弱，視覺SLAM對場景特征要求較高且場景不能頻變(即可靠性較低)。路標導航又法可分為自然路標模式和人工路標模式，其中自然路標導航計算復雜、魯棒性不強、實時性較。人工路標中較為典型的為可視化標簽，而其又可分為自然光環境下和紅外光環境下兩種模式。其中，自然光環境模式容易受到光亮度的影響，可靠性低。而紅外光下的可視化標簽通常為紅外發光裝置或紅外反光材料，且在采集圖像的鏡頭前加上一層紅外帶通濾片，是的相機能夠捕捉環境中特定波長的路標信息，這種方式可以大大降低室內其他光線的干擾，可靠性較高。

用于導航定位的紅外標簽包含兩種信息標記點：相對位姿標記點和ID計數標記點。其中，相對位姿標記點用于計算機器人與該標簽的相對位姿坐標，而ID計數標記點用于計算該標簽的身份信息(每個標簽具有唯一ID，并對應一個具體絕對位姿坐標)，二者結合即可計算出機器人的絕對位姿坐標。

目前已出現的類似紅外頂標定位方法有韓國Stargazer的三點法，如圖1所示，該方法是提取標簽中構成直角坐標系的三個坐標點作為相對位姿標記點，而這三個相對位姿標記點沒有完全包圍ID計數標記點，當標簽靠近視野邊緣時，程序中截取的圖像可能會失去個別ID計數標記點，而在三個相對位姿標記點完整的情況下，傳感器會輸出錯誤ID，影響后續定位導航結果。

發明內容

本發明實施例提供一種用于室內無軌導航的五點紅外頂標，識別紅外頂標中位于拐角處的五個相對位姿標記點，可以避免邊緣地帶紅外頂標的ID計數標記點讀取出現丟失，提高了室內導航的精準性。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于室內無軌導航的五點紅外頂標，該紅外頂標包括：

底板，采用非反光材料制成，在底板上設有標記點，標記點采用反光材料制成，呈M*M等距網格分布，且在一個邊角處缺設，將位于五個拐點處的標記點定義為相對位姿標記點，剩余的標記點為ID計數標記點。

為了實現上述目的，本發明提供了一種用于室內無軌導航的五點紅外頂標的識別方法，所述方法包括如下步驟：

S1、查找當前定位紅標中距離最大的兩個標記點，記為第一相對位姿標記點A¹和第二相對位姿標記點B¹；

S2、查找當前紅外頂標中距標記點A¹和標記點B¹所在直線最遠的標記點，記為第三相對位姿標記點E¹；